Study of Mobility for Radionuclides in Nuclear Facility Sites

Abstract

본 연구에서는 원자력 시설물에 존재하는 핵종의 의도치 않은 유출사고를 대비하기 위해서 세 가지 대표 핵종(60Co, 137Cs, 125Sb)을 원자력 시설물 지역에서 채취한 시료와 반응하여 핵종들의 흡착 및 거동 특성을 조사하였다. 가장 높은 흡착계수 값들은 (60Co=947 mL/g, 137Cs=2105 mL/g, 125Sb=81.3 mL/g) 지하수 환경일 때 상부토층 시료에서 나타났으며, 파쇄대 > 기반암 시료의 순으로 Kd 값이 감소하였다. 상부토층과 파쇄대에서 60Co의 높은 흡착계수는 상부토층 및 파쇄대에 존재하는 점토광물에 의한 것으로 사료되며, 해수 조건에서는 높은 이온강도로 인해서 Kd 값은 약 58 – 69% 감소하였다. 137Cs의 흡착은 주로 백운모의 Flayed edge site (FES)에서 K+과의 이온교환 반응에 의한 것으로 사료된다. 137Cs의 흡착이 해수 조건에서 가장 크게 영향을 받으며 (89 – 97 % 감소), 125Sb은 대표핵종 중 해수에 의한 이온강도 변화에 가장 미미한 변화를 보였다. 칼럼 및 배치 흡착 실험 결과 파쇄대 시료 (F-1, F-2)에서 137Cs의 지연계수 (R) 값은 약 5400 - 7400, 60Co의 경우는 약 2000 - 2500, 125Sb의 경우는 약 250 - 415의범위를 보여주므로 대표핵종들이 파쇄대에서도 매우 낮은 거동을 보일 것으로 사료된다. 대표 핵종 137Cs, 60Co, 125Sb 들은 모두 상부토층 및 파쇄대에서 가장 높은 Kd 값을 나타내므로, 원전 시설물에서 예상치 못한 중대사고가 발생하여 핵종이 환경으로 유출되더라도 상부토층 및 파쇄대 구간에서 대부분 흡착되어 이동이 상당히 지연될 것으로 예측된다. 이러한 결과는 원자력 시설물의 안전성 및 환경영향 평가 자료로 활용될 것으로 기대된다.